I biomateriali rivestono un ruolo di grande importanza nel settore biomedicale, in particolare in campi emergenti quali l’ingegneria tissutale ed il rilascio controllato di farmaci. I polimeri, ed in particolare i poliesteri alifatici, sono la classe di materiali che si è rivelata più interessante per le applicazioni sopracitate. Ad oggi però, solo pochi poliesteri sono stati approvati dalla Food and Drug Administration (FDA) per la realizzazione di dispositivi medici impiantabili nel corpo umano; tra questi si possono ricordare l’acido polilattico, l’acido poliglicolico ed il policaprolattone. Purtroppo, tali polimeri non riescono a soddisfare gli stringenti requisiti fisico/meccanici per ogni diversa applicazione, per cui la sintesi di nuovi polimeri, che offrano garanzie di biocompatibilità e biodegradabilità, può aprire nuove prospettive in tali ambiti.
In questo contesto si inserisce il presente lavoro di Tesi finalizzato alla sintesi e caratterizzazione di una nuova classe di copoliesteri alifatici “green” a base di poli (propilene 1,4-cicloesandicarbossilato) con promettenti proprietà meccaniche. Grazie al lavoro di ricerca qui descritto è stato infatti possibile realizzare dei materiali con spiccate caratteristiche elastomeriche (basso modulo elastico ed elevato allungamento a rottura), con elevata temperatura di fusione e buona stabilità termica.
Tali nuovi materiali si sono rivelati biodegradabili, in condizioni fisiologiche, con una cinetica del processo funzione del rapporto molare tra segmento hard e soft. Gli obiettivi della ricerca sono stati dunque raggiunti: sia le proprietà meccaniche che la velocità di biodegradazione sono state significativamente migliorate rispetto a quelle dell’omopolimero di riferimento (PPCE); inoltre tali proprietà sono risultate modulabili, agendo semplicemente sul rapporto mutuo tra segmento hard e soft. La strategia di sintesi impiegata ha permesso di superare alcune delle limitazioni imposte da una normale copolimerizzazione. Infatti, tramite tale approccio si riescono generalmente a migliorare alcune caratteristiche a scapito però di altre: ad esempio, l’inserimento di una o più unità comonomeriche lungo la catena macromolecolare di un polimero comporta un consistente abbassamento del punto di
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fusione. Nel caso in esame, invece, sono state migliorate le proprietà non soddisfacenti dell’omopolimero di riferimento, il PPCE, senza andare a detrimento di quelle già buone.
Occorre poi sottolineare che il processo di sintesi è molto semplice e non prevede l’uso di solventi o di condizioni operative spinte; le enormi potenzialità di tale strategia sono comprovate dall’utilizzo su scala industriale. Non di secondaria importanza la sua fattibilità economica che è già stata testata.
In conclusione, le proprietà dei copoliesteri in oggetto risultano estremamente interessanti in vista di possibili applicazioni nel campo dell’ingegneria biomedicale. Ciononostante, tali risultati rappresentano solo un punto di partenza verso una loro reale applicazione; rimane ancora da testarne la biocompatibilità dapprima in vitro, attraverso studi di citotossicità diretta ed indiretta, e successivamente attraverso test più approfonditi in vivo fino a giungere a veri e propri trials clinici.
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Ringraziamenti
Desidero ringraziare tutti coloro che hanno dato il loro contributo alla stesura della tesi con suggerimenti, critiche ed osservazioni.
Ringrazio anzitutto la Prof.ssa Nadia Lotti per i preziosi insegnamenti e le numerose ore dedicate alla mia tesi. Inoltre, ringrazio la Dott.ssa Martina Fabbri che, nonostante la distanza, è riuscita a seguirmi durante questi mesi, la Dott.ssa Michela Costa che con la sua pazienza e professionalità mi ha affiancata in tutto il percorso nei laboratori DICAM, e infine vorrei ringraziare l’Ing. Matteo Gigli e la Dott.ssa Michelina Soccio per i consigli e il tempo dedicatomi.
Un grazie speciale va a Elisa e “le Francy”, compagne di studio e di vita che in questi anni hanno condiviso con me tutte le gioie e difficoltà di questo percorso. Siete state le migliori persone che potessi incontrare nel mio cammino universitario, una spalla, una garanzia, una certezza. Sicuramente senza di voi la strada sarebbe stata più lunga e tortuosa.
Non ha mai capito di cosa trattasse questa tesi, ma in prima persona, quotidianamente, nonostante le difficoltà di quest’ultimo periodo, ne ha respirato tutte le emozioni: un Grazie particolare va a mia madre che in tutti questi anni non mi ha fatto mancare mai nulla. Grazie Mamma.
Un’altra persona importantissima nella mia vita che desidero ringraziare è Andrea che in ogni situazione è stato al mio fianco, sopportandomi, incoraggiandomi e sostenendomi nei periodi difficili di questo percorso. Ha sempre creduto in me trasmettendomi serenità e gioia in ogni momento.
Ringrazio inoltre, Federica, Ilaria e Carolina per tutti i momenti di svago e festa che ho condiviso con loro, è grazie a quei momenti che sono riuscita a ricaricarmi dopo i periodi pesanti di esami e studio.
E infine ringrazio tutti i miei compagni di studio in particolare Alessia, Stefano e Serena, gli amici dell’unità cinofila e tutti i parenti.